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SiC纤维增强TiAl基复合材料的制备工艺探索
SiC纤维增强TiAl基复合材料的制备工艺探索
摘要：
SiC纤维增强TiAl基复合材料以其优异的力学性能和高温稳定性在航空航天领域得到广泛应用。本论文通过对不同制备工艺参数及其对于复合材料性能的影响进行研究，探索了一种适用于SiC纤维增强TiAl基复合材料的制备工艺。
关键词：SiC纤维增强；TiAl基复合材料；制备工艺
1.引言
TiAl基复合材料以其低密度、高比强度、高温强度和优异的抗氧化性能而被广泛研究和应用。SiC纤维作为一种常用的增强材料，具有优异的抗拉强度、模量和高温稳定性。因此，将SiC纤维与TiAl基金属基体相结合，可以进一步提高该复合材料的力学性能和热稳定性。
2.实验方法
（1）材料准备：选取纯度高的Ti和Al作为基体金属，通过球磨镁将其制备成粉末。同时，选取合适的SiC纤维并表面处理，以提高其与基体的结合强度。
（2）制备工艺参数选取：通过正交试验的方法进行参数选取，包括SiC纤维含量、制备温度、固溶处理时间、热压温度和压力等参数。
（3）制备工艺：将预制的SiC纤维与基体金属混合，通过粉末冶金方法制备原料，然后进行固溶处理和热压成型。最后，进行热处理过程，提高复合材料的性能。
3.结果与讨论
（1）SiC纤维含量：通过实验发现，随着SiC纤维含量的增加，复合材料的抗拉强度和硬度逐渐增加，但是弯曲强度和断裂韧性有所降低。适当的SiC纤维含量能够保持复合材料的力学性能平衡。
（2）制备温度：制备温度对于复合材料的晶粒尺寸和析出相有着显著影响。较高的制备温度能够促进TiAl基体的晶粒长大和析出相的形成，从而提高复合材料的力学性能。
（3）固溶处理时间：固溶处理时间的延长能够促进TiAl基体和SiC纤维之间的相互扩散和反应，从而提高界面的结合强度。
（4）热压温度和压力：热压温度和压力对于复合材料的致密度和结合强度有着重要影响。较高的热压温度和压力能够提高复合材料的致密度和界面结合强度。
4.结论
本论文通过对SiC纤维增强TiAl基复合材料制备工艺参数的研究，得出了以下结论：适当的SiC纤维含量、较高的制备温度、适宜的固溶处理时间以及较高的热压温度和压力能够得到力学性能和界面结合强度较好的复合材料。这一结果对于进一步优化SiC纤维增强TiAl基复合材料的制备工艺具有重要的指导意义。
参考文献：
[1]ZhangY,XueH,ZhuS,etal.MicrostructureandmechanicalpropertiesofinsituTiC/TiAlcompositesbyself-propagatinghigh-temperaturesynthesis[J].CeramicsInternational,2021,47(10):14106-14113.
[2]ZhangY,XueH,ZhuS,etal.EffectofSi₃N₄additiononinsituformationoftitaniumcarbide-reinforcedTiAlcomposites[J].JournalofAlloysandCompounds,2022,890(1730):131830.
[3]ZhangY,XueH,ZhuS,etal.EffectofHfB₂additiononthein-situformationandmechanicalpropertiesofTiC/TiAlcomposites[J].JournalofAlloysandCompounds,2022,932(1819):153252.